DE102020113068A1 - Mechanical seal arrangement for high temperature applications - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung (1), umfassend eine Gleitringdichtung (2) mit einem rotierenden Gleitring (3) mit einer ersten Gleitfläche (3a) und einem stationären Gleitring (4) mit einer zweiten Gleitfläche (4a), eine Vorspanneinrichtung (6), um einen der beiden Gleitringe in Axialrichtung (X-X) vorzuspannen, ein Nebendichtelement (7), welches an einer Rückseite (40) des axial vorgespannten Gleitrings angeordnet ist, wobei die Vorspanneinrichtung (6) den axial vorgespannten Gleitring über das Nebendichtelement (7) vorspannt, und eine Hülse (8), welche radial innerhalb des Nebendichtelements (7) angeordnet ist, wobei das Nebendichtelement (7) an der Rückseite (40) des axial vorgespannten Gleitrings angeordnet ist, wobei das Nebendichtelement (7) eine in Umfangsrichtung ringförmig geschlossene Dichtkante (70) aufweist, welche vom Nebendichtelement (7) in Axialrichtung (X-X) zum axial vorgespannten Gleitring vorsteht, wobei die Dichtkante (70) an der Rückseite (40) des axial vorgespannten Gleitrings abdichtet, und wobei das Nebendichtelement (7) ferner mit einer inneren Umfangsfläche (73) am Außenumfang der Hülse (8) abdichtet.The invention relates to a mechanical seal arrangement (1), comprising a mechanical seal (2) with a rotating sliding ring (3) with a first sliding surface (3a) and a stationary sliding ring (4) with a second sliding surface (4a), a pretensioning device (6), in order to preload one of the two slide rings in the axial direction (XX), a secondary sealing element (7) which is arranged on a rear side (40) of the axially pretensioned slide ring, the pretensioning device (6) pretensioning the axially pretensioned slide ring via the secondary sealing element (7), and a sleeve (8) which is arranged radially inside the secondary sealing element (7), the secondary sealing element (7) being arranged on the rear side (40) of the axially pretensioned sliding ring, the secondary sealing element (7) having a sealing edge which is closed in the circumferential direction in an annular manner ( 70), which protrudes from the secondary sealing element (7) in the axial direction (XX) to the axially pretensioned sliding ring, the sealing edge (70) on the rear side ( 40) of the axially pretensioned sliding ring, and wherein the secondary sealing element (7) also seals with an inner circumferential surface (73) on the outer circumference of the sleeve (8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung für Hochtemperaturanwendungen, insbesondere für Temperaturen von abzudichtenden gasförmigen Medien über 200°C, insbesondere größer als 800°C.The present invention relates to a mechanical seal arrangement for high-temperature applications, in particular for temperatures of gaseous media to be sealed above 200 ° C., in particular greater than 800 ° C.

Gleitringdichtungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bei Hochtemperaturanwendungen mit Temperaturen größer als 200°C, insbesondere größer als 500°C, sind an die Bauteile der Gleitringdichtungsanordnung höchste Ansprüche zu stellen. Dies betrifft insbesondere Nebendichtungen, welche bei Hochtemperaturanwendungen nicht mehr aus PTFE oder als O-Ringe aus einem elastischen Material ausgebildet sein können. Von daher sind bei derartigen Hochtemperaturanwendungen üblicherweise mehrere Gleitringdichtungsanordnungen in Reihe nacheinander geschaltet, was jedoch die Kosten für die Abdichtung derartiger Maschinen signifikant erhöht. Ferner ist durch die in Reihe-Schaltung der Gleitringdichtungsanordnungen ein großer Axialbedarf an einem abzudichtenden rotierenden Bauteil notwendig, was derartige Maschinen in Axialrichtung in unerwünschter Weise verlängert. Bei Hochtemperaturanwendungen werden daher bisher sehr teure und aufwändig herstellbare Metallbälge verwendet. Diese müssen, um neben hohen Temperaturen auch hohe Drücke aushalten zu können, aufwändig verstärkt werden, was derartige Metallbälge weiter verteuert.Mechanical seal arrangements are known from the prior art in different configurations. In the case of high-temperature applications with temperatures greater than 200 ° C., in particular greater than 500 ° C., the components of the mechanical seal assembly must meet the highest demands. This applies in particular to secondary seals which, in high-temperature applications, can no longer be made from PTFE or as O-rings from an elastic material. For this reason, in high-temperature applications of this type, a plurality of mechanical seal arrangements are usually connected in series, which, however, significantly increases the costs for the sealing of such machines. Furthermore, due to the series connection of the mechanical seal assemblies, a large axial requirement is necessary on a rotating component to be sealed, which undesirably elongates such machines in the axial direction. In the case of high-temperature applications, metal bellows that are very expensive and complex to manufacture have therefore been used up to now. In order to be able to withstand high temperatures as well as high pressures, these have to be reinforced in a complex manner, which makes such metal bellows even more expensive.

Ein weiterer Problemkreis bei Hochtemperaturanwendungen ergibt sich durch die üblicherweise sehr hohen Drücke, welche zusätzliche Leckageprobleme insbesondere über Nebendichtungen verursachen können.Another problem area in high-temperature applications arises from the usually very high pressures, which can cause additional leakage problems, in particular via secondary seals.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleitringdichtungsanordnung bereitzustellen, welche bei einfachem und kostengünstigem Aufbau eine sichere Hochtemperaturabdichtung eines abzudichtenden gasförmigen Mediums ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide a mechanical seal arrangement which, with a simple and inexpensive construction, enables reliable high-temperature sealing of a gaseous medium to be sealed.

Diese Aufgabe wird durch eine Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved by a mechanical seal arrangement with the features of claim 1, the subclaims show preferred developments of the invention.

Die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass auch bei Hochtemperaturanwendungen mit Temperaturen > 200°C, insbesondere > 500°C, weiter insbesondere > 800°C, und bei hohen Drücken, insbesondere >als 80×105 Pa, weiter insbesondere > als 250×105 Pa eine sichere Abdichtung sowohl an Gleitflächen der Gleitringe als auch an vorhandenen Nebendichtungen möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Gleitringdichtungsanordnung eine Gleitringdichtung mit einem rotierenden Gleitring mit einer ersten Gleitfläche und einem stationären Gleitring mit einer zweiten Gleitfläche aufweist, welche zwischen sich einen Dichtspalt definieren. Ferner ist eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, um einen der beiden Gleitringe in Axialrichtung X-X der Gleitringdichtungsanordnung vorzuspannen. Weiterhin ist ein Nebendichtelement an einer Rückseite des axial vorgespannten Gleitrings angeordnet. Bevorzugt ist der stationäre Gleitring axial vorgespannt. Weiterhin umfasst die Gleitringdichtungsanordnung eine Hülse, welche radial innerhalb des Nebendichtelements angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird unter einer Hülse ein separates, hülsenförmiges, hohlzylindrisches Bauteil verstanden oder ein hülsenförmiger Fortsatz z.B. an einem Gehäusebauteil. Das Nebendichtelement ist an einer Rückseite des axial vorgespannten Gleitrings angeordnet und weist eine ringförmig geschlossene, d.h. in Umfangsrichtung geschlossene, Dichtkante auf. Die Dichtkante steht dabei an einer zum axial vorgespannten Gleitring gerichteten Seite des Nebendichtelements in Axialrichtung X-X vor und dichtet an der Rückseite des axial vorgespannten Gleitrings ab. Dadurch kann eine ringförmige Abdichtung zwischen dem Nebendichtelement und dem axial vorgespannten Gleitring durch die Dichtkante erreicht werden. Weiterhin dichtet das Nebendichtelement ferner mit einer inneren Umfangsfläche am Außenumfang der Hülse ab. Somit weist das Nebendichtelement zwei Abdichtungsbereiche auf, nämlich einerseits die zur Rückseite des axial vorgespannten Gleitrings gerichtete Dichtkante sowie die innere Umfangsfläche des Nebendichtelements. Dabei ist die Vorspanneinrichtung derart angeordnet, dass die axiale Vorspannung des axial vorgespannten Gleitrings über das Nebendichtelement erfolgt. Somit kann eine sichere Abdichtung an der Rückseite des axial vorgespannten Gleitrings durch die Dichtkannte des Nebendichtelements ermöglicht werden. Eine Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung wird somit über das Nebendichtelement in Axialrichtung X-X auf den axial vorgespannten Gleitring gerichtet.The mechanical seal arrangement according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that even in high-temperature applications with temperatures> 200 ° C, in particular> 500 ° C, more in particular> 800 ° C, and at high pressures, in particular> than 80 × 10 5 Pa, more particularly> 250 × 10 5 Pa, a reliable seal is possible both on the sliding surfaces of the sliding rings and on existing secondary seals. This is achieved according to the invention in that the mechanical seal arrangement has a mechanical seal with a rotating sliding ring with a first sliding surface and a stationary sliding ring with a second sliding surface, which define a sealing gap between them. Furthermore, a pretensioning device is provided in order to pretension one of the two slide rings in the axial direction XX of the slide ring seal arrangement. Furthermore, a secondary sealing element is arranged on a rear side of the axially pretensioned sliding ring. The stationary seal ring is preferably axially preloaded. Furthermore, the mechanical seal arrangement comprises a sleeve which is arranged radially inside the secondary sealing element. According to the invention, a sleeve is understood to mean a separate, sleeve-shaped, hollow-cylindrical component or a sleeve-shaped extension, for example on a housing component. The secondary sealing element is arranged on a rear side of the axially pretensioned sliding ring and has an annularly closed sealing edge, that is to say closed in the circumferential direction. The sealing edge protrudes in the axial direction XX on a side of the secondary sealing element directed towards the axially pretensioned sliding ring and seals on the rear side of the axially pretensioned sliding ring. As a result, an annular seal between the secondary sealing element and the axially pretensioned sliding ring can be achieved by the sealing edge. Furthermore, the secondary sealing element also seals with an inner circumferential surface on the outer circumference of the sleeve. The secondary sealing element thus has two sealing areas, namely on the one hand the sealing edge directed towards the rear of the axially pretensioned sliding ring and the inner circumferential surface of the secondary sealing element. The pretensioning device is arranged in such a way that the axial pretensioning of the axially pretensioned sliding ring takes place via the secondary sealing element. A secure seal on the rear side of the axially pretensioned sliding ring can thus be made possible by the sealing edge of the secondary sealing element. A pretensioning force of the pretensioning device is thus directed via the secondary sealing element in the axial direction XX onto the axially pretensioned sliding ring.

Vorzugsweise ist das Nebendichtelement aus einem harten Material mit eine Vickershärte HV von größer oder gleich 2000 HV hergestellt. Dadurch wird die notwendige Robustheit gegenüber den hohen Temperaturen und/oder hohen Drücken des Nebendichtelements sichergestellt. Weiterhin kann dadurch eine sichere Vorspannung des axial vorgespannten Gleitrings über das Nebendichtelement realisiert werden. Das Nebendichtelement ist besonders bevorzugt aus einem keramischen Material hergestellt. Vorzugsweise ist das Nebendichtelement aus Siliziumkarbid (SiC) oder Wolframkarbid (WC) hergestellt. Somit ist das Nebendichtelement elastomerfrei und unelastisch, so dass eine sichere Kraftübertragung für die axiale Vorspannung des Gleitrings von der Vorspanneinrichtung über das Nebendichtelement auf den axial vorgespannten Gleitring möglich ist.The secondary sealing element is preferably made of a hard material with a Vickers hardness HV of greater than or equal to 2000 HV. This ensures the necessary robustness against the high temperatures and / or high pressures of the secondary sealing element. Furthermore, a reliable pre-tensioning of the axially pre-tensioned sliding ring can thereby be realized via the secondary sealing element. The secondary sealing element is particularly preferably made from a ceramic material. The secondary sealing element is preferably made of silicon carbide (SiC) or tungsten carbide (WC). Thus, the secondary sealing element is elastomer-free and inelastic, so that a reliable power transmission for the axial preload of the Slide ring from the pretensioning device via the secondary sealing element to the axially pretensioned slide ring is possible.

Besonders bevorzugt ist eine Härte des Nebendichtelements mindestens gleich groß wie eine Härte des axial vorgespannten Gleitrings. Vorzugsweise ist die Härte des Nebendichtelements größer als die Härte des axial vorgespannten Gleitrings. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind der axial vorgespannte Gleitring und das Nebendichtelement aus dem gleichen Material hergestellt. Weiter bevorzugt sind der axial vorgespannte Gleitring, das Nebendichtelement und die Hülse aus dem gleichen Material hergestellt, insbesondere Siliziumkarbid.A hardness of the secondary sealing element is particularly preferably at least as great as a hardness of the axially pretensioned sliding ring. The hardness of the secondary sealing element is preferably greater than the hardness of the axially pretensioned sliding ring. According to an alternative embodiment of the invention, the axially pretensioned sliding ring and the secondary sealing element are made from the same material. The axially pretensioned sliding ring, the secondary sealing element and the sleeve are also preferably made from the same material, in particular silicon carbide.

Weiterbevorzugt sind die Flächen, an denen der axial vorgespannte Gleitring und das Nebendichtelement sowie das Nebendichtelement und die Hülse miteinander in Kontakt stehen, mittels eines Feinbearbeitungsverfahrens, insbesondere Schleifen und/oder Polieren oder dergleichen bearbeitet, um eine möglichst geringe Rauheit an den Kontaktflächen zwischen den Bauteilen zu erreichen.Also preferred are the surfaces on which the axially pretensioned sliding ring and the secondary sealing element as well as the secondary sealing element and the sleeve are in contact with one another, machined by means of a fine machining process, in particular grinding and / or polishing or the like, in order to minimize the roughness on the contact surfaces between the components to reach.

Besonders bevorzugt weist das Nebendichtelement an einer Stirnseite der Dichtkante eine erste Beschichtung auf. Die Beschichtung ist dabei vorzugsweise derart ausgeführt, dass eine Rauheit der Beschichtung die im Kontakt mit der Rückseite des axial vorgespannten Gleitrings liegt, möglichst gering ist. Vorzugsweise ist die Beschichtung aus Diamant oder Wolframdisulfid.. Weiter bevorzugt umfasst das Nebendichtelement eine zweite Beschichtung an der inneren Umfangsfläche, welche in Kontakt mit der Hülse steht. Die zweite Beschichtung ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die erste Beschichtung ausgebildet und weist weiter bevorzugt eine gleiche Beschichtungsdicke auf.The secondary sealing element particularly preferably has a first coating on an end face of the sealing edge. The coating is preferably designed in such a way that the roughness of the coating, which is in contact with the rear side of the axially pretensioned sliding ring, is as low as possible. The coating is preferably made of diamond or tungsten disulfide. The secondary sealing element further preferably comprises a second coating on the inner circumferential surface, which is in contact with the sleeve. The second coating is preferably formed from the same material as the first coating and more preferably has the same coating thickness.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Hülse an ihrem Außenumfang eine dritte Beschichtung auf. Weiter bevorzugt weist auch die Rückseite des axial vorgespannten Gleitrings eine vierte Beschichtung auf. Vorzugsweise sind die dritte und vierte Beschichtung dabei aus dem gleichen Material wie die erste und/oder zweite Beschichtung vorgesehen, besonders bevorzugt aus Diamant oder Wolframdisulfid. Alle Beschichtungen sind vorzugsweise aus dem gleichen Material und mit gleicher Dicke ausgeführt.According to a further preferred embodiment of the invention, the sleeve has a third coating on its outer circumference. The rear side of the axially pretensioned sliding ring also preferably has a fourth coating. The third and fourth coatings are preferably made of the same material as the first and / or second coating, particularly preferably made of diamond or tungsten disulfide. All coatings are preferably made of the same material and of the same thickness.

Um einerseits eine möglichst einfache Montage des Nebendichtelements zu ermöglichen und andererseits eine besonders gute Abdichtung des Nebendichtelements an der inneren Umfangsfläche bereitzustellen, ist das Nebendichtelement in mehrere Segmente unterteilt. Die Unterteilung ist vorzugsweise in drei einzelnen Segmenten ausgeführt. Die benachbart zueinander angeordneten Segmente weisen dabei entsprechend Überlappungsbereiche auf, an denen die Segmente sich in Axialrichtung und/oder Radialrichtung überlappen.In order, on the one hand, to enable the simplest possible assembly of the secondary sealing element and, on the other hand, to provide particularly good sealing of the secondary sealing element on the inner circumferential surface, the secondary sealing element is divided into several segments. The subdivision is preferably carried out in three individual segments. The segments arranged adjacent to one another accordingly have overlap areas at which the segments overlap in the axial direction and / or in the radial direction.

Bei der segmentierten Ausführung des Nebendichtelements ist weiter bevorzugt eine Einrichtung zur radialen Vorspannung der Segmente vorgesehen. Diese Einrichtung ist beispielsweise eine Ringfeder oder eine Vielzahl von einzelnen Federn, welche die Segmente radial nach innen vorspannen. Dadurch liegen die Segmente sehr eng am Außenumfang der Hülse an, wodurch eine Abdichtung des Nebendichtelements an der inneren Umfangsfläche weiter vergrößert wird.In the case of the segmented design of the secondary sealing element, a device for radial pretensioning of the segments is furthermore preferably provided. This device is, for example, an annular spring or a large number of individual springs which prestress the segments radially inwards. As a result, the segments rest very closely on the outer circumference of the sleeve, which further increases the sealing of the secondary sealing element on the inner circumferential surface.

Um eine möglichst einfache Herstellung der Dichtkante und insbesondere auch eine ausreichende Kontaktfläche zwischen der Dichtkante und der Rückseite des axial vorgespannten Gleitrings bereitzustellen, weist die Dichtkante vorzugsweise einen viereckigen Querschnitt, insbesondere einen rechteckigen Querschnitt auf. Dabei ist bevorzugt eine radiale Höhe H größer oder gleich als einer axialen Länge L der Dichtkante.In order to provide the simplest possible production of the sealing edge and in particular also a sufficient contact surface between the sealing edge and the rear side of the axially pretensioned sliding ring, the sealing edge preferably has a square cross-section, in particular a rectangular cross-section. A radial height is preferred H greater than or equal to an axial length L. the sealing edge.

Vorzugsweise ist die Dichtkante an einem radial nach innen gerichteten Eckbereich des Nebendichtelementes an der zur Rückseite des axial vorgespannten Gleitringes angeordnet. Dadurch kann eine in hohem Maße entlastete Gleitringdichtung bereitgestellt werden.The sealing edge is preferably arranged on a radially inwardly directed corner area of the secondary sealing element on the rear side of the axially pretensioned sliding ring. As a result, a mechanical seal that is relieved to a great extent can be provided.

Weiter bevorzugt weist das Nebendichtelement ferner eine weitere Dichtkante auf, welche an einer inneren Umfangsfläche des Nebendichtelementes angeordnet ist. Die geometrische Form des zur Rückseite des axial vorgespannten Gleitringes und der radial nach innen vorstehenden weiteren Dichtkante ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass beide Dichtkanten einen gleichen Querschnitt aufweisen.The secondary sealing element also preferably has a further sealing edge which is arranged on an inner circumferential surface of the secondary sealing element. The geometrical shape of the sliding ring, which is axially pretensioned towards the rear side, and the further sealing edge protruding radially inward is preferably designed such that both sealing edges have the same cross section.

Die Gleitringdichtungsanordnung ist zur Abdichtung von gasförmigen Medien eingerichtet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann dabei auch bei Hochtemperaturanwendungen und bei sehr hohen Drücken eine Nacheinanderschaltung von mehreren Gleitringdichtungen in Reihe verzichtet werden.The mechanical seal arrangement is designed to seal off gaseous media. Due to the configuration according to the invention, it is possible to dispense with connecting several mechanical seals in series, even in the case of high temperature applications and very high pressures.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine schematische Teilschnittansicht eines Nebendichtelements der Gleitringdichtungsanordnung von 1,
  • 3 eine schematische Draufsicht des Nebendichtelements von 2,
  • 4 eine schematische Teilschnittansicht des Nebendichtelements von 3,
  • 5 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 6 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 7 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 8 eine schematische Darstellung des Nebendichtelementes von 7 in axialer Richtung, und
  • 9 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäss einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Several exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
  • 1 a schematic sectional view of a mechanical seal arrangement according to a first embodiment of the invention,
  • 2 a schematic partial sectional view of a secondary sealing element of the mechanical seal arrangement of FIG 1 ,
  • 3 a schematic plan view of the secondary sealing element of FIG 2 ,
  • 4th a schematic partial sectional view of the secondary sealing element of FIG 3 ,
  • 5 a schematic sectional view of a mechanical seal arrangement according to a second embodiment of the invention,
  • 6th a schematic sectional view of a mechanical seal arrangement according to a third embodiment of the invention,
  • 7th a schematic sectional view of a mechanical seal arrangement according to a fourth embodiment of the invention,
  • 8th a schematic representation of the secondary sealing element of 7th in the axial direction, and
  • 9 a schematic sectional view of a mechanical seal arrangement according to a fifth embodiment of the invention.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.In the following, with reference to the 1 until 4th a mechanical seal assembly 1 described in detail according to a first preferred embodiment of the invention.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Gleitringdichtungsanordnung 1 eine Gleitringdichtung 2 mit einem rotierenden Gleitring 3 mit einer ersten Gleitfläche 3a und einem stationären Gleitring 4 mit einer zweiten Gleitfläche 4a. Zwischen den Gleitflächen der Gleitringe 3, 4 ist ein Dichtspalt 5 definiert.How out 1 As can be seen, includes the mechanical seal assembly 1 a mechanical seal 2 with a rotating slip ring 3 with a first sliding surface 3a and a stationary slip ring 4th with a second sliding surface 4a . Between the sliding surfaces of the sliding rings 3 , 4th is a sealing gap 5 Are defined.

Die Gleitringdichtung 2 dichtet einen Produktbereich 10 von einem Atmosphärenbereich 11 ab.The mechanical seal 2 seals a product area 10 from a range of atmospheres 11th away.

Ferner umfasst die Gleitringdichtungsanordnung 1 eine Vorspanneinrichtung 6, welche, wie aus 1 ersichtlich ist, eine Vielzahl von Spiralfedern (in 1 nur eine Spiralfeder dargestellt) umfasst, welche entlang des Umfangs angeordnet sind und die Gleitringdichtung 2 in Axialrichtung X-X vorspannen.Furthermore, the mechanical seal arrangement comprises 1 a pretensioner 6th which how from 1 can be seen, a large number of spiral springs (in 1 only one spiral spring shown), which are arranged along the circumference and the mechanical seal 2 in the axial direction XX preload.

Ferner umfasst die Gleitringdichtungsanordnung 1 ein Nebendichtelement 7, welches am axial vorgespannten Gleitring, welcher in diesem Ausführungsbeispiel der stationäre Gleitring 4 ist, an dessen Rückseite 40 angeordnet ist.Furthermore, the mechanical seal arrangement comprises 1 a secondary sealing element 7th , which is on the axially preloaded sliding ring, which in this embodiment is the stationary sliding ring 4th is on the back of it 40 is arranged.

Die Vorspanneinrichtung 6 ist dabei zwischen dem Nebendichtelement 7 und einem Gehäuse 12 angeordnet. Somit erfolgt eine Vorspannung des stationären Gleitrings 4 in Axialrichtung X-X mittels der Vorspanneinrichtung 6 über das Nebendichtelement 7. Die Vorspannkraft ist in 1 durch den Pfeil V angedeutet.The pretensioner 6th is between the secondary sealing element 7th and a housing 12th arranged. The stationary seal ring is thus pretensioned 4th in the axial direction XX by means of the prestressing device 6th via the secondary sealing element 7th . The preload force is in 1 by the arrow V indicated.

Weiterhin umfasst die Gleitringdichtungsanordnung 1 eine hohlzylindrische Hülse 8, welche ortsfest angeordnet ist. Die Hülse 8 ist beispielsweise mit dem Gehäuse 12 verbunden. Die Hülse 8 ist dabei radial innerhalb des Nebendichtelements 7 angeordnet.The mechanical seal assembly also includes 1 a hollow cylindrical sleeve 8th , which is arranged in a stationary manner. The sleeve 8th is for example with the housing 12th tied together. The sleeve 8th is radially inside the secondary sealing element 7th arranged.

Der rotierende Gleitring 3 ist mittels eines Gleitringträgers 30 mit einer rotierenden Welle 9 verbunden.The rotating slip ring 3 is by means of a slide ring carrier 30th with a rotating shaft 9 tied together.

Das Nebendichtelement 7 ist im Detail aus den 2 bis 4 ersichtlich. Insbesondere wie in 3 gezeigt, umfasst das Nebendichtelement 7 eine in Umfangsrichtung ringförmig geschlossene erste Dichtkante 70. Die Dichtkante 70 steht dabei vom Nebendichtelement 7 in Axialrichtung X-X in Richtung des axial vorgespannten Gleitrings vor. Dabei liegt, wie aus 1 ersichtlich ist, die Dichtkante 70 an der Rückseite 40 des stationären Gleitrings 4 an und dichtet dort an einem ersten Dichtbereich 13 ab.The secondary sealing element 7th is in detail from the 2 until 4th evident. In particular, as in 3 shown comprises the secondary sealing element 7th a first sealing edge which is closed in a ring-shaped manner in the circumferential direction 70 . The sealing edge 70 stands from the secondary sealing element 7th in the axial direction XX in the direction of the axially pretensioned slip ring. Here is how out 1 can be seen, the sealing edge 70 at the back 40 of the stationary seal ring 4th and seals there at a first sealing area 13th away.

Wie aus 1 ersichtlich ist, weist das Nebendichtelement 7 somit einen ersten Abdichtbereich 13 an der Dichtkante 70 auf, an welchem eine Abdichtung zum stationären Gleitring 4 erfolgt, sowie einen zweiten Abdichtbereich 14 an einer inneren Umfangsfläche 73 auf, an welchem eine Abdichtung zwischen dem Nebendichtelement 7 und einem Außenumfang der Hülse 8 erfolgt. Dabei ist die Kontaktfläche am ersten Dichtbereich der Dichtkante 70 sehr viel kleiner als am zweiten Dichtbereich zwischen der inneren Umfangsfläche 73 und der Hülse 8.How out 1 can be seen, has the secondary sealing element 7th thus a first sealing area 13th at the sealing edge 70 on which a seal to the stationary seal ring 4th takes place, as well as a second sealing area 14th on an inner peripheral surface 73 on which a seal between the secondary sealing element 7th and an outer periphery of the sleeve 8th he follows. The contact surface on the first sealing area is the sealing edge 70 much smaller than at the second sealing area between the inner circumferential surface 73 and the sleeve 8th .

Wie weiter aus 2 ersichtlich ist, ist die Dichtkante 70 derart ausgebildet, dass eine Höhe H in Radialrichtung R größer ist als eine Länge L der Dichtkante in Axialrichtung X-X.How further from 2 can be seen is the sealing edge 70 designed such that a height H in radial direction R. is greater than a length L. the sealing edge in the axial direction XX .

Wie weiter aus den 3 und 4 ersichtlich ist, ist das Nebendichtelement 7 in Umfangsrichtung aus mehreren Segmenten S1, S2, S3 hergestellt, welche jeweils eine Teilkreisform aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Segmente S1, S2 und S3 vorgesehen. An den jeweiligen Übergängen zwischen den Segmenten S1, S2, S3 sind somit drei Überdeckungsbereiche 74 ausgebildet, welche im Detail aus 4 ersichtlich ist. An den Überdeckungsbereichen 74 ist jeweils ein Segmentspalt 75 vorgesehen, an welchem sich die jeweiligen Segmente S1, S2, S3 teilweise überdecken.How further from the 3 and 4th can be seen, is the secondary sealing element 7th in the circumferential direction from several segments S1 , S2 , S3 produced, each of which has a partial circular shape. In this embodiment there are three segments S1 , S2 and S3 intended. At the respective transitions between the segments S1 , S2 , S3 are thus three coverage areas 74 trained which in detail 4th can be seen. At the coverage areas 74 is a segment gap 75 provided on which the respective segments S1 , S2 , S3 partially cover.

Das Nebendichtelement 7 ist aus einem harten Material, beispielsweise aus einem Keramikmaterial, insbesondere SiC, hergestellt. Somit ist die Gleitringdichtungsanordnung 1 elastomerfrei und weist auch kein Bauteil aus einem anderen elastischen Material, insbesondere PTFE, was üblicherweise für Nebendichtelemente verwendet wird, auf. Somit ist die Gleitringdichtungsanordnung 1 für Hochtemperaturanwendungen mit Temperaturen größer als 200°C und Hochdruckanwendungen mit Drücken größer als 80×105 Pa ausgelegt.The secondary sealing element 7th is made of a hard material, for example from a Ceramic material, in particular SiC, produced. Thus, the mechanical seal assembly 1 elastomer-free and also has no component made of another elastic material, in particular PTFE, which is usually used for secondary sealing elements. Thus, the mechanical seal assembly 1 designed for high temperature applications with temperatures greater than 200 ° C and high pressure applications with pressures greater than 80 × 10 5 Pa.

Das Nebendichtelement 7 weist ferner eine erste Beschichtung 71 an einer Stirnseite der Dichtkante 70 auf sowie eine zweite Beschichtung 72 an der inneren Umfangsfläche 73 auf. The secondary sealing element 7th also has a first coating 71 on one face of the sealing edge 70 on as well as a second coating 72 on the inner peripheral surface 73 on.

Weiterhin weist die Hülse 8 eine dritte Beschichtung 80 an ihrem Außenumfang auf. Die Beschichtungen sind vorzugsweise aus Diamant oder Wolframdisulfid vorgesehen.Furthermore, the sleeve 8th a third coating 80 on their outer circumference. The coatings are preferably made of diamond or tungsten disulfide.

Die Beschichtungen ermöglichen in diesem Anwendungsfall insbesondere eine möglichst glatte Kontaktfläche an den Abdichtbereichen 13, 14 zwischen den Bauteilen Nebendichtelement 7 und stationärer Gleitring 4 sowie Nebendichtelement 7 und Hülse 8. Die Beschichtungen ermöglichen dabei insbesondere einen Verzicht auf Nachbearbeitungsschritte der miteinander in Kontakt stehenden Oberflächen an den beiden Abdichtbereichen 13, 14 an der Dichtkante 70 und der inneren Umfangsfläche 73 des Nebendichtelements 7.In this application, the coatings enable, in particular, the smoothest possible contact surface on the sealing areas 13th , 14th secondary sealing element between the components 7th and stationary seal ring 4th as well as secondary sealing element 7th and sleeve 8th . The coatings make it possible in particular to dispense with post-processing steps on the surfaces in contact with one another on the two sealing areas 13th , 14th at the sealing edge 70 and the inner peripheral surface 73 of the secondary sealing element 7th .

Die in 2 dargestellten ersten und zweiten Beschichtungen 71, 72 sind in Wirklichkeit deutlich kleiner, insbesondere wenige Zehntel mm und nur zur Verdeutlichung in 2 breiter eingezeichnet.In the 2 illustrated first and second coatings 71 , 72 are in reality significantly smaller, in particular a few tenths of a mm and only for clarity in 2 drawn wider.

Weiterhin umfasst die Gleitringdichtungsanordnung 1 eine Ringfeder 17, welche das segmentierte Nebendichtelement 7 in Radialrichtung mit einer Federkraft F nach innen vorspannt. Dadurch wird einerseits das Nebendichtelement 7, das aus den drei Segmenten S1, S2, S3 besteht, zusammengehalten und andererseits wird ein minimaler Spalt zwischen der inneren Umfangsfläche 73 des Nebendichtelements 7 und der Hülse 8 erreicht. Dadurch wird eine verbesserte Abdichtung an dem zweiten Abdichtungsbereich 14 zwischen Nebendichtelement 7 und Hülse 8 erreicht.The mechanical seal assembly also includes 1 a ring spring 17th , which is the segmented secondary sealing element 7th in the radial direction with a spring force F. biased inward. This on the one hand becomes the secondary sealing element 7th that consists of the three segments S1 , S2 , S3 is held together and, on the other hand, there is a minimal gap between the inner peripheral surface 73 of the secondary sealing element 7th and the sleeve 8th achieved. This results in an improved seal at the second sealing area 14th between secondary sealing element 7th and sleeve 8th achieved.

Somit kann an der Rückseite 40 des axial beweglichen stationären, d.h. nicht rotierenden, Gleitrings 4 eine dynamische Abdichtung ermöglicht werden. Die dynamische Abdichtung ist dabei besonders bevorzugt bei Temperaturen bis zu 800°C und sehr hohen Drücken bis zu 250×105 Pa möglich. Insbesondere kann auch auf die Verwendung von Balgelementen zur Abdichtung verzichtet werden.Thus, at the back 40 of the axially movable stationary, ie non-rotating, sliding ring 4th a dynamic seal can be made possible. The dynamic sealing is particularly preferably possible at temperatures of up to 800 ° C. and very high pressures of up to 250 × 10 5 Pa. In particular, the use of bellows elements for sealing can also be dispensed with.

5 zeigt eine Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. 5 shows a mechanical seal arrangement 1 according to a second embodiment of the invention. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference symbols as in the first exemplary embodiment.

Wie aus 5 ersichtlich ist, weist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel der stationäre Gleitring 4 beim zweiten Ausführungsbeispiel einen Rücksprung 41 an der Rückseite 40 auf. Ferner weist das Nebendichtelement 7 einen in Axialrichtung X-X vorstehenden axialen Ringflansch 76 auf.How out 5 As can be seen, in contrast to the first exemplary embodiment, the stationary sliding ring 4th in the second embodiment a return 41 at the back 40 on. Furthermore, the secondary sealing element 7th one in the axial direction XX protruding axial ring flange 76 on.

Wie aus 5 ersichtlich ist, ist der axiale Ringflansch 76 radial innerhalb des Rücksprungs 41 angeordnet. Durch diese Ausgestaltung wird im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel ein durch das im Produktbereich 10 befindliche und unter hohem Druck stehende abzudichtende Medium eine reduzierte Belastung erreicht. Somit kann eine entlastete Gleitringdichtung bereitgestellt werden, wobei insbesondere die zur Vorspannung nötigen Vorspannkräfte V der Vorspanneinrichtung 6 reduziert werden können. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.How out 5 can be seen is the axial annular flange 76 radially inside the recess 41 arranged. In comparison with the first exemplary embodiment, this configuration results in a through the in the product area 10 The medium to be sealed and which is under high pressure achieves a reduced load. In this way, a relieved mechanical seal can be provided, whereby in particular the prestressing forces necessary for prestressing V the pretensioner 6th can be reduced. Otherwise, this exemplary embodiment corresponds to the previous exemplary embodiment, so that reference can be made to the description given there.

6 zeigt eine Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wiederum gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind. 6th shows a mechanical seal arrangement 1 according to a third exemplary embodiment of the invention, wherein again identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the preceding exemplary embodiments.

Wie aus 6 ersichtlich ist, ist beim dritten Ausführungsbeispiel an der inneren Umfangsfläche 73 des Nebendichtelements 7 eine Aussparung 77 vorgesehen. Durch die Aussparung 77 reduziert sich die Abdichtfläche zwischen dem Nebendichtelement 7 und der Hülse 8 am zweiten Abdichtbereich 14 des Nebendichtelements 7.How out 6th can be seen, is in the third embodiment on the inner circumferential surface 73 of the secondary sealing element 7th a recess 77 intended. Through the recess 77 the sealing surface between the secondary sealing element is reduced 7th and the sleeve 8th at the second sealing area 14th of the secondary sealing element 7th .

Weiterhin ist die Dichtkante 70 beim dritten Ausführungsbeispiel radial weiter innen in Richtung zur inneren Umfangsfläche 73 versetzt angeordnet. Dadurch wird im Vergleich mit dem zweiten Ausführungsbeispiel eine deutlich stärker belastete Gleitringdichtung 2 bereitgestellt, da ein Belastungsfaktor der Gleitringdichtung, welcher als Verhältnis einer hydraulisch belasteten Fläche zur Gleitfläche zwischen den Gleitringen 3, 4 definiert ist, deutlich größer ist als beim zweiten Ausführungsbeispiel, da durch die Positionierung der Dichtkante 70 die hydraulisch belastete Fläche deutlich reduziert ist. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.Furthermore is the sealing edge 70 in the third embodiment, radially further inward in the direction of the inner circumferential surface 73 staggered. In comparison with the second exemplary embodiment, this results in a mechanical seal that is significantly more heavily loaded 2 provided as a load factor of the mechanical seal, which is the ratio of a hydraulically loaded area to the sliding area between the sliding rings 3 , 4th is defined, is significantly larger than in the second embodiment, because of the positioning of the sealing edge 70 the hydraulically loaded area is significantly reduced. Otherwise, this exemplary embodiment corresponds to the previous exemplary embodiment, so that reference can be made to the description given there.

Die 7 und 8 zeigen eine Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.the 7th and 8th show a mechanical seal arrangement 1 according to a fourth embodiment of the invention. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference symbols as in the previous exemplary embodiments.

Wie aus 7 ersichtlich ist, ist das Nebendichtelement 7 unterschiedlich ausgebildet. Das Nebendichtelement 7 weist dabei die Dichtkante 70 am innersten Radius der inneren Umfangsfläche des Nebendichtelementes 7 auf. Dabei weist die Dichtkante 70 ebenfalls eine erste Beschichtung 71 auf. Weiterhin ist ein zweiter Abdichtbereich 14 zwischen dem Nebendichtelement 7 und einem mit dem Gehäuse 12 verbundenen hülsenförmigen Fortsatz 8' am Nebendichtelement 7 nur an dem zum stationären Gleitring 4 gerichteten Bereich vorgesehen. Hierbei ist an diesem zweiten Abdichtbereich 14 die zweite Beschichtung 72 ausgebildet. Somit ist, statt wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, keine separate Hülse beim vierten Ausführungsbeispiel, sondern der hülsenförmige Fortsatz 8' ausgebildet.How out 7th can be seen, is the secondary sealing element 7th differently trained. The secondary sealing element 7th shows the sealing edge 70 at the innermost radius of the inner peripheral surface of the secondary sealing element 7th on. The sealing edge has 70 also a first coating 71 on. There is also a second sealing area 14th between the secondary sealing element 7th and one with the case 12th connected tubular extension 8th' on the secondary sealing element 7th only on the one facing the stationary seal ring 4th directed area provided. Here is at this second sealing area 14th the second coating 72 educated. Thus, instead of as in the previous exemplary embodiments, there is no separate sleeve in the fourth exemplary embodiment, but the sleeve-shaped extension 8th' educated.

Wie weiter aus den 7 und 8 ersichtlich ist, weist die Nebendichtung 7 ferner eine Ringnut 78 an der inneren Umfangsfläche 73 auf, welche den zweiten Abdichtbereich 14 begrenzt. Ferner sind eine Vielzahl von Axialkanälen 79 am inneren Umfangsbereich vorgesehen, wie insbesondere aus 8 ersichtlich ist. Die Axialkanäle 79 verbinden dabei den Produktbereich 10 mit der Ringnut 78. Die Zwischenbereiche zwischen den Axialkanälen 79 des Nebendichtelementes 7 dienen dabei zur Abstützung des Nebendichtelementes 7 an dem hülsenförmigen Fortsatz 8.How further from the 7th and 8th can be seen, has the secondary seal 7th also an annular groove 78 on the inner peripheral surface 73 on which the second sealing area 14th limited. There are also a large number of axial channels 79 provided on the inner circumferential area, such as in particular from 8th can be seen. The axial channels 79 connect the product area 10 with the ring groove 78 . The intermediate areas between the axial channels 79 of the secondary sealing element 7th serve to support the secondary sealing element 7th on the sleeve-shaped extension 8th .

Da die Dichtkante 70 nun am radial innersten Bereich des Nebendichtelementes 7 angeordnet ist, kann eine Gleitringdichtung bereitgestellt werden, welche in großem Umfang entlastet ist. Die axiale und radiale Abdichtung am Nebendichtelement 7 konzentriert sich beim vierten Ausführungsbeispiel dabei auf den zum stationären Gleitring 4 gerichteten Eckbereich. Es sei angemerkt, dass am hülsenförmigen Fortsatz 8' selbstverständlich ebenfalls eine dritte Beschichtung wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen vorgesehen sein kann. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausfüshrungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Bechreibung verwiesen werden kann.Because the sealing edge 70 now on the radially innermost area of the secondary sealing element 7th is arranged, a mechanical seal can be provided, which is relieved to a large extent. The axial and radial seal on the secondary sealing element 7th in the fourth embodiment concentrates on the stationary seal ring 4th facing corner area. It should be noted that on the sleeve-shaped extension 8th' of course, a third coating can also be provided as in the previous exemplary embodiments. Otherwise, this exemplary embodiment corresponds to the preceding exemplary embodiments, so that reference can be made to the description given there.

9 zeigt eine Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäss einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wiederum gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. 9 shows a mechanical seal arrangement 1 in accordance with a fifth exemplary embodiment of the invention, again identical or functionally identical parts being denoted by the same reference numerals.

Das fünfte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem vierten Ausfüshrungtsbeispiel und weist an der Nebendichtung 7 ebenfalls eine Ringnut 78 und eine Vielzahl von Axialkanälen 79 wie im vierten Ausführungsbeispiel auf. Im Unterschied zum vierten Ausführungsbeispiel ist beim fünften Ausführungsbeispiel neben der ersten Dichtkante 70 eine zweite Dichtkante 70' ausgebildet, die , wie in 9 gezeigt, radial nach innen gerichtet ist. Die zweite Dichtkante 70' dichtet dabei am hülsenförmigen Fortsatz 8', welcher einstückig mit dem Gehäuse 12 gebildet ist, ab. Die zur Rückseite 40 des stationären Gleitringes 4 gerichtete erste Dichtkante 70 dichtet an der Rückseite 40 ab. Auch mit diesem Ausführungsbeispiel kann eine besonders entlastete Dichtung bereitgestellt werden. Vorzugsweise sind an beiden Dichtflächen der Dichtkanten 70, 70' jeweils Beschichtungen, wie vorhergehend beschrieben, vorgesehen. Es sei angemerkt, dass die erste Dichtkante 70, welche an der Rückseite 40 des stationären Gleitringes 4 abdichtet, dabei möglichst weit radial innen an der Nebendichtung 7 angeordnet ist. Dabei ist die Dichtkante 70 radial weiter innen angeordnet als ein Boden der Ringnut 78, wie aus 9 deutlich ersichtlich ist.The fifth exemplary embodiment corresponds essentially to the fourth exemplary embodiment and has the secondary seal 7th also an annular groove 78 and a variety of axial channels 79 as in the fourth embodiment. In contrast to the fourth exemplary embodiment, in the fifth exemplary embodiment there is next to the first sealing edge 70 a second sealing edge 70 ' trained, which, as in 9 shown is directed radially inward. The second sealing edge 70 ' seals on the sleeve-shaped extension 8th' which is integral with the housing 12th is formed from. The one to the back 40 of the stationary seal ring 4th directed first sealing edge 70 seals on the back 40 away. A particularly relieved seal can also be provided with this exemplary embodiment. The sealing edges are preferably on both sealing surfaces 70 , 70 ' coatings, as described above, are provided in each case. It should be noted that the first sealing edge 70 which at the back 40 of the stationary seal ring 4th seals, as far as possible radially inward on the secondary seal 7th is arranged. Here is the sealing edge 70 arranged radially further inward than a bottom of the annular groove 78 how out 9 can be clearly seen.

Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.Otherwise, this exemplary embodiment corresponds to the preceding exemplary embodiments, so that reference can be made to the description given there.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
GleitringdichtungsanordnungMechanical seal assembly
22
GleitringdichtungMechanical seal
33
rotierender Gleitringrotating slip ring
3a3a
erste Gleitfläche am rotierenden Gleitringfirst sliding surface on the rotating sliding ring
44th
stationärer Gleitring (axial vorgespannter Gleitring)stationary seal ring (axially pretensioned seal ring)
4a4a
zweite Gleitfläche am stationären Gleitringsecond sliding surface on the stationary sliding ring
55
DichtspaltSealing gap
66th
VorspanneinrichtungPretensioning device
77th
NebendichtelementSecondary sealing element
88th
HülseSleeve
8'8th'
hülsenförmiger Fortsatzsleeve-shaped extension
99
Wellewave
1010
ProduktbereichProduct area
1111th
AtmosphärenbereichAtmospheric area
1212th
Gehäusecasing
1313th
erster Abdichtbereichfirst sealing area
1414th
zweiter Abdichtbereichsecond sealing area
1717th
RingfederRing spring
3030th
rotierender Gleitringträgerrotating slip ring carrier
4040
Rückseite des stationären GleitringsBack of the stationary slip ring
4141
Rücksprung an der Rückseite 40Return at the rear 40
7070
erste Dichtkantefirst sealing edge
70'70 '
zweite Dichtkantesecond sealing edge
7171
erste Beschichtungfirst coating
7272
zweite Beschichtungsecond coating
7373
innere Umfangsflächeinner peripheral surface
7474
ÜberdeckungsbereichCoverage area
7575
SegmentspaltSegment gap
7676
axialer Ringflanschaxial ring flange
7777
Aussparung am NebendichtelementRecess on the secondary sealing element
7878
RingnutRing groove
7979
AxialkanäleAxial channels
8080
dritte Beschichtung am Außenumfang der Hülse 8third coating on the outer circumference of the sleeve 8
FF.
Federkraft der RingfederSpring force of the ring spring
HH
Höhe in RadialrichtungHeight in radial direction
LL.
Länge in AxialrichtungLength in the axial direction
RR.
RadialrichtungRadial direction
S1S1
erstes Segmentfirst segment
S2S2
zweites Segmentsecond segment
S3S3
drittes Segmentthird segment
VV
Vorspannkraft der VorspanneinrichtungPre-tensioning force of the pre-tensioning device
X-XX-X
AxialrichtungAxial direction

Claims (14)

Gleitringdichtungsanordnung (1), umfassend: - eine Gleitringdichtung (2) mit einem rotierenden Gleitring (3) mit einer ersten Gleitfläche (3a) und einem stationären Gleitring (4) mit einer zweiten Gleitfläche (4a), welche zwischen sich einen Dichtspalt (5) definieren, - eine Vorspanneinrichtung (6), um einen der beiden Gleitringe in Axialrichtung (X-X) vorzuspannen, - ein Nebendichtelement (7), welches an einer Rückseite (40) des axial vorgespannten Gleitrings angeordnet ist, wobei die Vorspanneinrichtung (6) den axial vorgespannten Gleitring über das Nebendichtelement (7) vorspannt, und - eine Hülse (8), welche radial innerhalb des Nebendichtelements (7) angeordnet ist, - wobei das Nebendichtelement (7) eine in Umfangsrichtung ringförmig geschlossene Dichtkante (70) aufweist, welche vom Nebendichtelement (7) in Axialrichtung (X-X) zum axial vorgespannten Gleitring vorsteht, - wobei die Dichtkante (70) an der Rückseite (40) des axial vorgespannten Gleitrings abdichtet, und - wobei das Nebendichtelement (7) ferner mit einer inneren Umfangsfläche (73) am Außenumfang der Hülse (8) abdichtet.Mechanical seal arrangement (1), comprising: - a mechanical seal (2) with a rotating sliding ring (3) with a first sliding surface (3a) and a stationary sliding ring (4) with a second sliding surface (4a) which define a sealing gap (5) between them, - a pretensioning device (6) to pretension one of the two sliding rings in the axial direction (X-X), - A secondary sealing element (7) which is arranged on a rear side (40) of the axially pretensioned sliding ring, the pretensioning device (6) pretensioning the axially pretensioned sliding ring via the secondary sealing element (7), and - A sleeve (8) which is arranged radially inside the secondary sealing element (7), - wherein the secondary sealing element (7) has a sealing edge (70) which is closed in the circumferential direction and which protrudes from the secondary sealing element (7) in the axial direction (X-X) to the axially pretensioned sliding ring, - wherein the sealing edge (70) seals on the rear side (40) of the axially pretensioned sliding ring, and - wherein the secondary sealing element (7) also seals with an inner circumferential surface (73) on the outer circumference of the sleeve (8). Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Nebendichtelement (7) aus einem harten Material mit einer Härte ≥ 2000 HV hergestellt ist.Mechanical seal arrangement according to Claim 1 , wherein the secondary sealing element (7) is made of a hard material with a hardness ≥ 2000 HV. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei das Nebendichtelement (7) aus einem keramischen Material, insbesondere Siliziumkarbid oder Wolframkarbid, hergestellt ist.Mechanical seal arrangement according to Claim 2 , wherein the secondary sealing element (7) is made of a ceramic material, in particular silicon carbide or tungsten carbide. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Härte des Nebendichtelements (7) mindestens gleich groß ist wie eine Härte des axial vorgespannten Gleitrings.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, wherein a hardness of the secondary sealing element (7) is at least the same as a hardness of the axially pretensioned sliding ring. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der axial vorgespannte Gleitring und das Nebendichtelement (7) aus dem gleichen Material hergestellt sind oder - wobei der axial vorgespannte Gleitring und das Nebendichtelement (7) und die Hülse (8) aus einem gleichen Material hergestellt sind.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, wherein the axially pretensioned sliding ring and the secondary sealing element (7) from the same Material are made or - wherein the axially pretensioned sliding ring and the secondary sealing element (7) and the sleeve (8) are made of the same material. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nebendichtelement (7) an einer Stirnseite der Dichtkante (70) eine erste Beschichtung (71) aufweist und/oder wobei das Nebendichtelement (7) an der inneren Umfangsfläche (73) eine zweite Beschichtung (72) aufweist.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, wherein the secondary sealing element (7) has a first coating (71) on one end face of the sealing edge (70) and / or wherein the secondary sealing element (7) has a second coating (72) on the inner circumferential surface (73). having. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse (8) an ihrem Außenumfang eine dritte Beschichtung (80) aufweist.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, wherein the sleeve (8) has a third coating (80) on its outer circumference. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die erste Beschichtung (71) und/oder die zweite Beschichtung (72) und/oder die dritte Beschichtung (80) aus dem gleichen Material hergestellt sind und die Beschichtungen alle gleich dick ausgeführt sind.Mechanical seal arrangement according to Claim 6 or 7th , wherein the first coating (71) and / or the second coating (72) and / or the third coating (80) are made of the same material and the coatings are all made of the same thickness. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nebendichtelement (7) in Umfangsrichtung in mehrere Segmente (S1, S2, S3) unterteilt ist.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, wherein the secondary sealing element (7) is divided into several segments (S1, S2, S3) in the circumferential direction. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 9, wobei das Nebendichtelement (7) mittels eines Vorspannelements (17) radial nach innen vorgespannt ist.Mechanical seal arrangement according to Claim 9 , the secondary sealing element (7) being prestressed radially inward by means of a prestressing element (17). Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtkante (70) einen viereckigen Querschnitt aufweist.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, wherein the sealing edge (70) has a square cross-section. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 11, wobei eine Höhe (H) der Dichtkante (70) in Radialrichtung (R) größer ist als eine Länge (L) der Dichtkante (70) in Axialrichtung (X-X).Mechanical seal arrangement according to Claim 11 , wherein a height (H) of the sealing edge (70) in the radial direction (R) is greater than a length (L) of the sealing edge (70) in the axial direction (XX). Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtkante (70) an einem radial inneren Eckbereich des Nebendichtelementes (7) angeordnet ist.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, wherein the sealing edge (70) is arranged on a radially inner corner region of the secondary sealing element (7). Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen weiteren Dichtbereich (70'), welcher an der inneren Umfangsfläche (73) des Nebendichtelementes (7) angeordnet ist.Mechanical seal arrangement according to one of the preceding claims, further comprising a further sealing area (70 ') which is arranged on the inner circumferential surface (73) of the secondary sealing element (7).
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